Водозаборные сооружения

• Подача—16 м³/ч;
• Напор –16 м;
• Частота вращения—1,7 об/мин;
• Мощность двигателя—31 кВт4
• L—240 мм;
• D—236 мм;
• Н—500 мм;
• D_y—64 мм;
• D_y1—50 мм.

 

 

 

Рис.10.

Диаметр грязевых водоводов принимаем  равным 64 мм (на чертеже они показаны условно).

Дно всех отделений водоприемного  колодца выполняем с уклоном i=0,05-0,1 к приямкам (которые устраиваются в каждом отделении водоприемного сооружения), к которым подводятся всасывающие трубы грязевых насосов.

Загрязненная вода от грязевых насосов  отводится в канализационный  колодец за пределами водоприемного сооружения, откуда, затем, поступает в коллектор, отводящий воду, использованную для промывки сеток, и сбрасывается в реку ниже водозабора по течению.

3.9.Подбор  грузоподъемного оборудования.

Грузоподъемное оборудование подбирается  исходя из максимального веса монтируемого оборудования. Монтируемое оборудование берегового колодца имеет следующие массы:

• Насос Д 2000-23 …………………………………………………… m=3095 кг
• Двигатель А 13-59-6 насоса Д 2000-23 …………….……….. ..m=3010 кг
• Задвижки с электроприводом на d=1200 мм………….…… ..m=7556 кг
• Задвижки с электроприводом на d=1400 мм. ……………... .m=9120 кг
• Задвижки с электроприводом на d=800 мм. ………..……... .m=2660 кг
• Клапан обратный поворотный дисковый на d=1200 мм. … m=1266 кг

Следовательно, по максимальному весу (вес задвижки на d=1400мм—m=9120 кг) по литературе [9] подбираем мостовой кран с электроприводом грузоподъемностью 10 т., применяющийся при величинах пролетов 10,5 – 34,5 м.

Так же при проектировании водоприемного  колодца предусматривается въезд  транспорта (автомобиля) с монтируемым грузом непосредственно на монтажную площадку внутри колодца на отм. 0.00. Минимальные размеры монтажной площадки определяются маркой используемого автомобиля. Марка автомобиля, так же как и тип мостового крана определяется по максимальному весу оборудования (т.е. m=9120 кг.). Для транспортирования оборудования с данным максимальным весом подбирается автомобиль марки КрАЗ - 257 грузоподъемностью 12т, габаритные размеры которого приведены в литературе [9]. Вокруг транспорта, на котором подается оборудование на монтажную площадку, предусматривается проход шириной не менее 0,7 м.

3.10.Конструирование  надземной части.

Минимально-допустимая высота надземной  части (до низа крюка мостового крана) определяется исходя из подъемно-транспортных операций и находится как сумма следующих величин:

1)Погрузочной высоты платформы  автомобиля КрАЗ-257, равной 1520 мм  по литературе [9];

2)Высоты оборудования имеющего  максимальный вес (т. е. задвижки d=1400мм.), равной 4000 мм по справочнику  [10];

3. Высоты строп 0,5 м;
4. Технологической высоты подъема, равной 1180 мм;
5. Высоты подкрановой балки, равной 2400 мм.

Рис.11.

h=1520+4000+500+1180+2400=9600 мм.

Отметки рельс мостового крана, верха подкрановой балки определяем по литературе [9].

В надземной части машинного  зала предусматривается монтажная площадка для заезда на нее автомобиля КрАЗ-257 шириной 5,5 м, длиной 15 м. Монтажная площадка устраивается из съемных панелей, для возможности монтажа оборудования, находящегося под площадкой. Для спуска в машинное отделение с монтажной площадки предусматривается стальной лестничный марш. Для въезда на монтажную площадку предусматриваются ворота, ширина которых назначается исходя из ширины автомобиля КрАЗ-257 равной 3,0 м. Для входа обслуживающего персонала на монтажную площадку предусматриваются 2 двери, одна для доступа с улицы, вторая для прохода из помещения щитовых.

В надземной части всасывающего и приемного отделений предусматривается помещение для обслуживания сороудерживающей решетки и тарельчатого крана, пол которого также выполняется из съемных панелей.

4.Компановка элементов  водозаборного сооружения.

Проектируемый береговой водоприемный колодец, совмещенный с насосной станцией, состоит из 4-х отделений (рис.4.):

• приемного (куда поступает вода по самотечным трубопроводам из реки)
• всасывающего (откуда вода забирается всасывающими линиями насосов)
• машинного отделения (где непосредственно установлены насосы)
• надземной части.

Приемное отделение состоит  из 2х секций, т.е. в каждую секцию поступает вода от одного оголовка. Приемное отделение отделяется от всасывающего стенками, в которых вмонтированы вращающиеся сороудерживающие сетки.

5. Расчет руслового  режима реки.

Русловой режим реки оценивается  показателем подвижности материала  русла, параметром, характеризующим  условия грядообразования, и критериальными скоростями.

Показатель подвижности материала  русла

К_п =s /V_д

s- гидравлическая крупность материала русла, s=0,2 см/с=0,002 м/с;

V_д. – динамическая скорость потока, м/с, которая определяется по формуле

V_д=(g*H*i)^1/2

Н - глубина потока в месте расположения приемника, м. Которая определяется для 2-х случаев:

1) как разность между отметками  верхнего горизонта воды (для  данного объекта паводкового) Z_вув=106 м и отметки дна в месте расположения водоприемника, Z_дна=98,6 м:        Н=106 –98,6=7,4 м.

2) как разность между отметками  нижнего горизонта воды (для данного  объекта летнего Z_зув=102 м и отметки дна в месте расположения водоприемника, Z_дна=98,6 м:                  Н=102-98,6=3,4 м.

i – уклон речных отложений,  принимаем по табл. 1 [7], для русла, расположенного в супесях i=0,00003;

g – ускорение силы тяжести, 9,81 м/с².

 

1. для ВУВ:

К_п=0,002/0,047=0,043< 0,5, следовательно, русло неустойчивое и наносы взвешиваются в толщину потока.

2. для ЗУВ:

К_п=0,002/0,032=0,063< 0,5, следовательно, русло неустойчивое и наносы взвешиваются в толщину потока.

Т.к., русло неустойчивое, необходимо предусмотреть его укрепление –  засыпку крупным песком или гравием. Требуемая гидравлическая крупность материала для укрепления русла определяется по формуле:

s =1,25V_Д=1,25*0,047=0,059 м/с

По гидравлической крупности по [7] определяем необходимый диаметр  материала крепления русла d=0,4 мм = 0,0004 м.

Для защиты водозабора от наносов необходимо учитывать  возможность грядообразования. Высоту гряд установившегося профиля при  Н > 1 м определяем по формуле:

h_г= 2,1d/F_r^1,1[(V_а–V_нр )/V_нр ]^1,4

Fr - число Фруда, Fr = V_а / (gН)^1/2,

Va -средняя скорость потока, равная 0,6 м/с при ВУВ и 0,3 м/с при  ЗУВ.

1) Fr =0,6/(9,81*7,4)^1/2 = 0,07 - при ВУВ

2) Fr =0,3/(9,81*3,4)^1/2 = 0,052 - при ЗУВ

d - средний диаметр донных отложений,  для супеси d=0,2 мм;

V_нр - не размывающая скорость, м/с, которая определяется по формуле Гончарова:

V_нр  =3(Hd/d_90%)^0,2(d+0,0014)^0,3

d_90% - диаметр донных отложений, с оставляющих 90 % от общего числа отложений (т. е. диаметр тех отложений, которые в основном составляют дно реки), d_90%=0,9*d=0,9*0,2=0,18 мм;

V_нр=3(7,4*0,0002/0,00018)^0,2*(0,0002+0,0014)^0,3 =0,66 м/с для ВУВ

V_нр=3(3,4*0,0002/0,00018)^0,2*(0,0002+0,0014)^0,3=0,57 м/с для ЗУВ

При скоростях  движения воды в реке больших V_нр в месте водозабора происходит грядообразование. Но т. к. максимальные скорости движения воды в реке меньше не размывающих скоростей при ВУВ и ЗУВ, следовательно, грядообразование происходить не будет, а значит, нет надобности в укреплении русла в месте водозабора.

Шуголедовый режим  реки оценивается по критериальным  скоростям. При скоростях воды в  реке, превышающей вторую критериальную  скорость, необходимо предусматривать  мероприятия для борьбы с шугой. Вторая критериальная скорость, характеризующая условия транспорта шуги, определяется по формуле:

V_к2 =0,7+0,06Н_р

Н_р - расчетная глубина потока при шугоходе, которая определяется по формуле: Н_р = 0,7Н_макс

Н_макс - максимальная глубина в реке, м, равная максимальной глубине в месте установки водоприемника, т. е. Н_макс=7,4 м.

Тогда Н_р =0,7*7,4=5,18 м.

V_к2=0,7+0,06*5,18=1,01 м/с .

Т. к. скорости воды в реке не превышают V_к2 , следовательно, мероприятия для борьбы с шугой не требуются.

Вследствие подвижности грунта, слагающего берег, принимаем укрепление откосов бетонными плитами, которые на чертежах условно не показаны.

6.Выбор и описание  вспомогательных зданий, сооружений и устройств по эксплуатации сооружений.

Вспомогательные помещения и помещения  по обслуживанию электрической части располагаются в отдельном здании, расположенном на отметке 0.00, пристроенном к береговому колодцу со стороны монтажной площадки, имеющем размеры в осях 15х12м. В состав данных помещений входят:

1) Щитовая, площадь которой приближенно  назначается по литературе [9] из  условия 4м² на 1 установленный насос. В машинном отделении установлено 4 насоса, следовательно, площадь щитовой принимается равной 16 м². Из щитовой предусматривается дверь для попадания на монтажную площадку и внутреннее окно в сторону машинного зала.

2) Помещения КРУ (комплектное распределительное устройство). Распределительные устройства выполняются в виде шкафов, размеры которых принимаются по литературе [9], равными 900х1660. Количество шкафов КРУ принимается равным количеству, установленных насосов +2, т.е. 6-ти. Ширину коридора рекомендуется принимать не менее 2 м для удобства обслуживания.

3)Диспетчерская -15м².

4)Ремонтная мастерская -15м².

5)Склад-10 м².

6) Сан. узел (унитаз+умывальник).

Так же предусматривается устройство трансформаторных камер, имеющих отдельные входы. Необходимая мощность трансформаторов S определяется мощностью приводных электродвигателей основной группы насосов, мощностью электроприводов других механизмов (задвижек, подъемного оборудования, вспомогательных насосов и др.):

S=K_с*å(Р_н/h_двcosj)+50;

K_c - коэффициент спроса мощности, принимаемый по литературе [9] для 3 рабочих насосов равным 0,9.

h_дв – КПД электродвигателя, равный 0,9.

cosj - коэффициент мощности электродвигателя, равный 0,92.

Р_н – номинальная мощность электродвигателей основных насосов (без резервных), Р_н=3*160=480 кВт.

S=0,9*[480/(0,9*0,92)]+50=572 кВ*А

Следовательно, по литературе [9] подбираются 2 рабочих трансформатора, мощностью 580 кB*А, и 1 резервный этой же мощности. Для размещения данных трансформаторов предусматривается 3 трансформаторные камеры (у каждой отдельный вход ), с катанием узкой стороной, и внутренними размерами 2,9х3,5.

7.Зоны санитарной охраны.

В целях защиты источника питьевого  водоснабжения (данного водозабора) от возможных загрязнений устраиваются зоны санитарной охраны (ЗСО), которые для поверхностных источников делятся на 3 пояса, в каждом из которых устраивается особый режим.

ЗСО 1-го пояса: охватывает территорию, прилегающую к месту забора воды и территорию, на которой расположены головные водопроводные сооружения (в данном случае водоприемный колодец). В данном поясе запрещается проживание и временное нахождение лиц, не связанных непосредственно с работой на сооружении. Данная зона огораживается забором высотой не менее 2м., по периметру которого располагаются посты охраны с освещением (на суше) и буи (на воде ). ЗСО 1-го пояса имеет следующие размеры по СНиП [2]:

• от оголовков вверх по течению –более 200м;
• от оголовков вниз по течению-более 100м;
• от оголовков в сторону берега –более 100м;
• от линии берега при ВУВ в сторону реки -100м;
• От любого здания водозаборных сооружений –более 50 м.

ЗСО 2-го и ЗСО 3-го пояса в данном проекте не рассматриваются.

 

8.Список используемой  литературы.

1. Абрамов Н. Н. «Водоснабжение». - М.: Стройиздат, 1982.
2. СНиП 2.04.02-84. «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». М.: Стройиздат, 1985.
3. «Лопастные и роторные насосы: Каталог-справочник». АО «Ливгидромаш», 1995.
4. Тугай А. М., Терновцев В. Е. «Водоснабжение. Курсовое проектирование».- Киев: Вища школа, 1980.
5. Тугай А. М. «Расчет и конструирование водозаборных узлов». - Киев: Будивельник,1978.
6. Шевелев Ф. А, «Таблицы для гидравлического расчета водопроводных труб: Справочное пособие». М.: Стройиздат, 1973.
7. Колоярцев В, А. «Водозаборные сооружения: Методические указания к курсовому проекту». - Пермь: Ротапринт ПГТУ, 1994.
8. Турк В. И., Минаев А. В. «Насосы и насосные станции». - М.: Стройиздат, 1976.
9. Залуцкий Э. В., Петрухно А, И. «Насосные станции: Курсовое проектирование». -Киев: Вища школа, 1987.
10. Перешивкин А. К. «Монтаж систем внешнего водоснабжения и канализации. Справочник монтажника». - М.: Стройиздат, 1978.
11. Шатилин В.Д. “Насосы для систем водоснабжения и канализации”, справочное пособие, Пермь 2000.
12. Москвитин А.С., Махров В.И. «Оборудование водопроводно-канализационных сооружений», справочник по специальным работам, М. Стройиздат, 1970.